Untuk mencari jawaban dari pertanyaan di atas, kita perlu menggunakan prinsip konservasi energi. Prinsip ini menyatakan bahwa energi tidak bisa diciptakan atau dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lain. Dalam hal ini, energi panas yang dilepaskan oleh air panas akan diserap oleh air dingin hingga kedua air mencapai suhu yang seimbang.
Rumus yang digunakan untuk menghitung ini adalah:
m1*c*(t-t1) = m2*c*(t2-t)Keterangan:
- m1 = massa air 1 (dalam gram)
- c = kalor jenis air (1 kal/g°C atau 4.18 J/g°C)
- t = suhu akhir campuran (dalam °C)
- t1, t2 = suhu awal air 1 dan air 2 (dalam °C)
- m2 = massa air 2 (dalam gram)
Jika kita gantikan nilai-nilai ini ke dalam rumus:
- m1 = 30 g
- m2 = 20 g
- t1 = 0 °C
- t2 = 75 °C
- c = 1 kal/g°C
Maka:
30*(t-0) = 20*(75-t)Sederhanakan rumus tersebut, kemudian carilah nilai dari t. Sehingga kita akan menemukan suhu akhir dari campuran air panas dan air dingin tersebut.
Perlu dicatat bahwa kalor jenis air diasumsikan sebagai 1 kal/g°C untuk memudahkan komputasi, namun dalam konteks yang lebih akurat, kalor jenis air adalah sekitar 4.18 J/g°C.
Di sini, kita dapat melihat bahwa fisika dapat digunakan untuk menjawab pertanyaan praktis sehari-hari, seperti mencampur air panas dan dingin. Pemahaman tentang prinsip konservasi energi dan bagaimana energi panas mengalir dari benda panas ke benda yang lebih dingin, memungkinkan kita untuk mengantisipasi hasil dari campuran seperti ini.
